NL1033662C2

NL1033662C2 - Systeem, inrichting en werkwijze voor verwijdering van bodemmateriaal.

Info

Publication number: NL1033662C2
Application number: NL1033662A
Authority: NL
Inventors: Niels Adrianus Willem Versteeg
Original assignee: Martens En Van Oord Groep B V
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2008-07-04

Description

SYSTEEM, INRICHTING EN MERKWIJZE VOOR VERWIJDERING VAN

BODEMMATERIAAL

5

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem, inrichting en werkwijze voor het verwijderen van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij.

10 Voor het verwijderen van bodemmateriaal, in het bijzonder het baggeren van slib, van de bodem van een waterpartij, zijn talloze baggertechnieken ontwikkeld.

Volgens een van de bekende technieken wordt vanaf het wateroppervlak een van een afzuigmond voorziene slibafvoer-15 buis en een van een spuitmond voorziene watertoevoerbuis naar de bodem van de waterpartij geleid. Met de watertoevoerbuis wordt water onder hoge druk richting de bodem gestuurd teneinde het slib los te woelen. Met de slibafvoerbuis wordt omgewoelde slib opgezogen en afgevoerd naar een slib-20 reservoir. Volgens een andere techniek wordt de bodem losgewoeld met mechanische middelen, zoals een snij kop (cutter), en wordt het bodemmateriaal via een afvoerbuis opgezogen en afgevoerd.

Een probleem bij het op dergelijke wijzen verwijderen 25 van bodemmateriaal van de bodem is echter vaak dat het bodemmateriaal vervuild is met schadelijke voorwerpen, zoals in het water terechtgekomen, niet-ontplofte vliegtuigbommen of granaten. Het baggeren van het bodemmateriaal kan alsnog ontploffing van dergelijke explosieven veroorzaken, hetgeen 30 tot grote beschadiging van de baggerapparatuur kan leiden. Bovendien treedt een gevaar voor de in de omgeving werkzame personen op.

1033662 2

Het is een doel van de onderhavige uitvinding de aan de stand van de techniek klevende bezwaren te ondervangen en een veiliger systeem, inrichting en werkwijze te verschaffen waarmee dergelijk vervuild bodemmateriaal kan worden 5 verwijderd.

Volgens een eerste aspect van de onderhavige uitvinding wordt hiertoe een systeem verschaft voor verwijdering van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een 10 waterpartij, het systeem omvattende: - een baggerinrichting voor het ophalen van met voorwerpen vervuild bodemmateriaal, de inrichting omvattende een zuigmond, ten minste een op de zuigmond aangesloten afvoerbuis en een pomp voor het via de zuigmond en de 15 afvoerbuis aanzuigen van bodemmateriaal; - een drijflichaam; - een op het drijflichaam plaatsbaar en aan de baggerinrichting gekoppeld hefmechanisme, waarbij het hefmechanisme is ingericht om de afzuigmond nabij de bodem te 20 positioneren; waarbij de zuigmond is uitgevoerd met scheidingsmiddelen voor het scheiden van het aangezogen met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal in een eerste deel bevattende voorwerpen met afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum 25 afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de genoemde minimum afmetingen en waarbij de zuigmond is ingericht om slechts het tweede deel via de afvoerbuis af te voeren.

30 De relatief grote voorwerpen komen derghalve niet in de baggerinrichting zelf terecht. Mochten eventuele explosieven afgaan, dan vindt dit plaats buiten de baggerinrichting zelf, zodat de kans op beschadiging kleiner 3 is. Indien de waterdekking voldoende is, dat wil zeggen indien de afzuigmond voldoende diep onder het wateroppervlak zijn werk doet, is bovendien het gevaar voor de omgeving beperkt doordat het water de scherven van het voorwerp afremt 5 en de vrijkomende drukgolf remt.

Relatief kleine voorwerpen kunnen wel de binnen in de baggerinrichting, bijvoorbeeld de afvoerbuis of zelfs de op de afvoerbuis aangesloten pomp, terechtkomen. De afvoerbuis, en eventuele verdere onderdelen van de inrichting, zoals de 10 pomp, zijn derhalve in een verdere uitvoering zodanig uitgevoerd, dat deze bestendig is tegen explosies van de relatief kleine explosieven in het tweede materiaaldeel. De afzuigmond en afzuigbuis, met name het nabij de afzuigmond gepositioneerde deel van de afzuigbuis, zijn bijvoorbeeld 15 vervaardigd van staal, zodat wanneer er een explosie plaatsvindt, deze de baggerinrichting niet of nauwelijks beschadigt. Hierbij wordt opgemerkt dat de afzuigmond niet alleen bestendig moet zijn tegen explosies binnenin, maar tevens tegen de -veel krachtigere- explosies van de relatief 20 grote explosieven die buiten de inrichting tot detonatie komen.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem een maaswerk, de afmetingen en/of vorm van de mazen waarvan zijn uitgevoerd om slechts bodemmateriaal en 25 voorwerpen kleiner dan de genoemde minimum afmetingen door te laten. Als gevolg van de "zeef-werking van het maaswerk kan een goede scheiding van het aangezogen bodemmateriaal met de eventueel daarin aanwezige voorwerpen tot stand worden gebracht.

30 Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem een zuigmond die zwenkbaar is aangebracht aan het hefmechanisme, zodat de zuigmond op juiste wijze ten opzichte van de bodem te positioneren is.

4

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de zuigmond een van een aantal naast elkaar geplaatste doorvoeren voorzien langgerekt schuifelement, waarbij het schuifelement is ingericht om in gebruik over de bodem te 5 schuiven en waarbij de doorvoeren zich in hoofdzaak evenwijdig aan de schuifrichting uitstrekken. Bij voorkeur zijn de baggerinrichting en het hefmechanisme ingericht om het schuifelement in hoofdzaak horizontaal en in hoofdzaak dwars op een schuifrichting te positioneren en het 10 schuifelement in de schuifrichting over de bodem te verschuiven voor het verwijderen van een strook bodem-materiaal. Door het schuifelement over de bodem te schuiven, oftewel door het schuifelement over de bodem te laten schrapen of strijken, en eventueel tegelijkertijd onder hoge 15 druk een waterstraal in de richting van de bodem te laten spuiten, wordt de bovenlaag van de bodem losgemaakt en komt het bodemmateriaal van de bovenlaag vrij om door de baggerinrichting behandeld te worden. Een deel van het bodemmateriaal wordt hierbij opgezogen, terwijl het 20 resterende deel van het bodemmateriaal opzij wordt geschoven.

Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt baggerinrichting verschaft voor verwijdering van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij, de 25 inrichting omvattende een zuigmond, ten minste een op de zuigmond aangesloten afvoerbuis en een pomp voor het via de zuigmond en de afvoerbuis aanzuigen van bodemmateriaal, waarbij de zuigmond is uitgevoerd met scheidingsmiddelen voor het scheiden van het aangezogen met voorwerpen vervuilde 30 bodemmateriaal in een eerste deel bevattende voorwerpen met afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de 5 genoemde minimum afmetingen en waarbij de zuigmond is ingericht om slechts het tweede deel via de afvoerbuis af te voeren.

Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een 5 werkwijze verschaft voor het verwijderen met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij, de werkwijze omvattende: - het nabij de bodem positioneren van een zuigmond 10 van een baggerinrichting; - het via de zuigmond aanzuigen van het met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal; - het scheiden van het aangezogen met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal in een eerste deel bevattende 15 voorwerpen met afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de genoemde minimum afmetingen; - het via ten minste een afvoerbuis van de 20 baggerinrichting afvoeren van het tweede deel.

Bij voorkeur omvat het genoemde scheiden van de grote voorwerpen van de kleinere voorwerpen en het bodemmateriaal (bijvoorbeeld slib) het leiden van het met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal door een maaswerk, waarbij de 25 afmetingen en/of vorm van de mazen zijn uitgevoerd om slechts bodemmateriaal en voorwerpen kleiner dan de genoemde minimum afmetingen door te laten.

De werkwijze omvat bij voorkeur tevens het in hoofdzaak horizontaal en dwars op de schuifrichting plaatsen 30 van het langgerekte schuifelement van de zuigmond en het in de schuifrichting schuiven van het schuifelement langs de bodem en opzuigen van het door de zuigmond weggeschoven bodemmateriaal. Hierdoor kan de bodem eenvoudig en snel in 6 stroken afgeschraapt en op exact de juiste diepte gebracht worden.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen we worden verduidelijkt aan de 5 hand van de navolgende beschrijving van een voorkeursuitvoering daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren, waarin tonen:

Figuur 1 een zij-aanzicht van een waterpartij en een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een baggersysteem volgens 10 de onderhavige uitvinding;

Figuur 2A een geëxploreerd vooraanzicht in perspectief van een voorkeursuitvoeringsvorm van de zuigmond volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 2b een geëxploreerd achteraanzicht in 15 perspectief van de in figuur 2a weergegeven voorkeursuitvoering; en

Figuur 3 een aanzicht, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede, van het in figuur 1 weergegeven drijflichaam waaraan de baggermengselleiding en waterstraalleiding 20 gekoppeld zijn.

Aan de hand van historisch onderzoek en bijvoorbeeld met behulp van luchtfoto's worden de mogelijke aanwezigheid van explosieven op of in de bodem van een uit te baggeren waterpartij geïnventariseerd. Als bekend is welke explosieven 25 aanwezig kunnen zijn, wordt door een explosiedeskundige het explosie-effect bepaald en de afmetingen van het explosief verstrekt. Aan de hand van deze informatie wordt een keuze gemaakt voor welke explosieven de baggerinrichting geschikt moet zijn en welke explosieven buiten de baggerinrichting 30 moeten blijven.

Figuur 1 toont een voorkeursuitvoering van een baggersysteem 1. Het systeem 1 omvat een drijflichaam in de vorm van een ponton 2 waarop een verrijdbare kraan 3 gereden 7 is. De ponton 2 kan met behulp van spudpalen 5 in de bodem B van het water verankerd worden. De kraan 3 omvat op bekende wijze een geleden arm 4 die op- en neerwaarts en zijwaarts zwenkbaar is. Aan het uiteinde van de arm 4 is 5 scharnierelement 13' voorzien waaraan een speciale zuigmond 6 scharnierend is aangebracht. Zoals in figuren 1 en 3 is weergegeven, strekt zich vanaf de zuigmond 6 naar de ponton 2 een slibafvoerbuis 12 uit, terwijl vanaf de ponton 2 naar de zuigmond zich een waterstraalbuis 18 uitstrekt. De afvoerbuis 10 12 draagt zorg voor afvoer van de slib van de bodem naar een (niet-weergegeven) slibreservoir, zoals bijvoorbeeld het ruim van een vrachtboot. Via de waterstraalbuis 18 wordt water onder hoge druk aangevoerd en vóór de afzuigmond in de richting van de bodem gestuurd teneinde de bodem plaatselijk 15 om te woelen.

Figuur 3 toont in meer detail de baggermengsel-afvoerbuis 11 en de waterstraalbuis 18, die met behulp van opstaande delen 31, 32 aan een verder drijflichaam 33 zijn opgehangen. Het drijflichaam 33 zorgt ervoor dat de 20 respectievelijke buizen in een juiste stand ten opzichte van de zuigmond 6 geplaatst blijven.

Verdere details van de hierboven beschreven zuigmond 6 zijn in figuren 2A en 2B weergegeven. De zuigmond 6 omvat een langgerekt, in de weergegeven uitvoering een in hoofdzaak 25 rechthoekig gestel 7 dat is opgebouwd uit een in hoofdzaak liggend deel 8 en een in hoofdzaak opstaand deel 9. Het liggende deel 8 omvat een opstaande flens 10 waarop de afvoerbuis 12 is aangesloten. In de weergegeven uitvoering is de afvoerbuis vertakt in twee afzonderlijke afvoerbuizen 11 30 en 11’, maar in andere uitvoeringen kan worden volstaan met één enkele afvoerbuis.

De arm 4 van de kraan 3 (hefinrichting) is voorzien van een hydraulische hefcilinder 34. De cilinder 34 grijpt 8 enerzijds aan op arm 4 en anderzijds op een bevestigingsdeel 35 van de zuigmond 6. Met behulp van hefcilinder 34 is de zuigmond 6 op- en neerwaarts (richting P) te zwenken zodat een optimale stand van de zuigmond ten opzichte van de bodem 5 tot stand kan worden gebracht. De zuigmond is opgebouwd uit een langgerekt gestel 7, aan de voorzijde waarvan een aantal naast elkaar geplaatste doorvoeren is voorzien. In gebruik schuift het langgerekte schuifelement langs de bodem van de waterpartij. Hierbij wordt naar analogie van een schuifblad 10 van een bulldozer of shovel het bodemmateriaal opzij geschoven of via de doorvoeren afgevoerd. Aangezien de doorvoeren zich in hoofdzaak evenwijdig aan de schuifrichting uitstrekken, worden deze op eenvoudige en trefzekere wijze gevuld met bodemmateriaal tijdens het schuiven van het gestel 15 over de bodem.

Zoals in figuren 2A en 2B is weergegeven, zijn aan de afvoerbuizen 11, 11' respectievelijke flenzen 14, 14' voorzien. Aan flenzen 14,14' is een onderdeel 17 van de eerder genoemde waterstraalbuis 18 bevestigd. Het onderdeel 20 17 zorgt voor splitsing van de buis 18 in twee afzonderlijke buizen 19,19'. Buizen 19,19' zijn eveneens aangesloten op de eerder genoemde opstaande flens 10 en strekken zich uit tot aan de voorzijde van de afzuigmond 6. Met behulp van een (niet-weergegeven) waterpomp kan water onder hoge druk via de 25 waterstraalbuis 18 naar buiten gespoten worden om het bodemmateriaal los te spuiten.

Aan de voorzijde van de zuigmond 6 is een maaswerk 20 voorzien (figuur 2A) dat als functie heeft het verhinderen .dat eventuele gevaarlijke, in het bodemmateriaal aanwezige 30 voorwerpen V in de afvoerbuis 11,12 terecht kunnen komen. Het maaswerk 20 omvat hiertoe een opening 21 in het opstaande deel 9 van de zuigmond. De opening 21 is hierbij opgedeeld met behulp van een aantal strippen 22. De onderlinge afstand 9 van de strippen 22 ofwel de maaswijdte bepaalt, samen met de vorm en afmetingen van de opening 21, de maximale vorm en/of afmetingen van de voorwerpen (V) die in de afvoerbuis 11 terecht mogen komen. Te grote voorwerpen blijven zodoende op 5 de bodem (B) achter, terwijl relatief kleine voorwerpen via de mazen van het maaswerk 20 worden opgezogen.

Bij detonatie van de relatief grote explosieven vóór de zuigmond 6, zorgt de vooraf vastgestelde waterdekking, dat wil zeggen de laag water tussen enerzijds het exploderende 10 voorwerp en anderzijds het wateroppervlak, voor scherven- remming en demping van de vrijkomende drukgolf. Bij detonatie van de relatief kleine voorwerpen nadat deze de voorzijde van de zuigmond gepasseerd zijn, dat wil zeggen wanneer deze zich in de afvoerbuis 11,12 of zelfs in de (niet-weergegeven) 15 baggerpomp bevinden, zorgt de getoonde constructie ervoor dat er geen of althans minimale beschadiging van de bagger-inrichting plaatsvindt.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de hierin beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De 20 gevraagde rechten worden veeleer bepaald door de navolgende conclusies, binnen de strekking waar van velerlei modificaties denkbaar zijn.

1033662

Claims

1. Systeem voor verwijdering van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild 5 bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij, het systeem omvattende: - een baggerinrichting voor het ophalen van met voorwerpen vervuild bodemmateriaal, de inrichting omvattende een zuigmond, ten minste een op de zuigmond aangesloten 10 afvoerbuis en een pomp voor het via de zuigmond en de afvoerbuis aanzuigen van bodemmateriaal; - een drijflichaam; - een op het drijflichaam plaatsbaar en aan de baggerinrichting gekoppeld hefmechanisme, waarbij het 15 hefmechanisme is ingericht om de afzuigmond nabij de bodem te positioneren; waarbij de zuigmond is uitgevoerd met scheidingsmiddelen voor het scheiden van het aangezogen met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal in een eerste deel bevattende voorwerpen met 20 afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de genoemde minimum afmetingen en waarbij de zuigmond is ingericht om slechts het tweede deel via de afvoerbuis af te 25 voeren.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de scheidingsmiddelen een maaswerk omvatten, de afmetingen en/of vorm van de mazen waarvan zijn uitgevoerd om slechts bodemmateriaal en voorwerpen kleiner dan de genoemde minimum 30 afmetingen door te laten.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, waarin de afvoerbuis bestendig tegen explosies van de relatief kleine explosieven in het tweede materiaaldeel is uitgevoerd. 1033662

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de afzuigmond bestendig tegen de explosies van de relatief grote explosieven in het eerste materiaaldeel is uitgevoerd.

5. Systeem volgens conclusie 3 of 4, waarbij de 5 zuigmond en de afvoerbuis zijn vervaardigd van staal.

6. Systeem volgens een van de conclusies 1-5, waarbij de zuigmond zwenkbaar aan het hefmechanisme is aangebracht.

7. Systeem volgens conclusie 6, waarbij het hefmechanisme ten minste een actuator, bij voorkeur een hef- 10 cilinder, omvat voor het op- en neerwaarts zwenken van de zuigmond.

8. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de zuigmond een van een aantal naast elkaar geplaatste doorvoeren voorzien langgerekt schuifelement 15 omvat, waarbij het schuifelement is ingericht om in gebruik over de bodem te schuiven en waarbij de doorvoeren zich in hoofdzaak evenwijdig aan de schuifrichting uitstrekken.

9. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de baggerinrichting en het hefmechanisme zijn 20 ingericht om het schuifelement in hoofdzaak horizontaal en in hoofdzaak dwars op een schuifrichting te positioneren en het schuifelement in de schuifrichting over de bodem te verschuiven voor het verwijderen van een strook bodem-materiaal.

10. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het hefmechanisme een mobiele kraan omvat.

11. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de baggerinrichting tevens spuitmiddelen omvatten voor het onder hoge druk spuiten van een waterstroom tegen het te 30 verwijderen bodemmateriaal.

12. Systeem volgens conclusie 11, waarin de spuitmiddelen een of meer op de zuigmond aangesloten wateraanvoerleidingen omvatten.

13. Baggerinrichting voor verwijdering van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij, de inrichting omvattende een zuigmond, ten minste een op de 5 zuigmond aangesloten afvoerbuis en een pomp voor het via de zuigmond en de afvoerbuis aanzuigen van bodemmateriaal, waarbij de zuigmond is uitgevoerd met scheidingsmiddelen voor het scheiden van het aangezogen met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal in een eerste deel bevattende voorwerpen met 10 afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de genoemde minimum afmetingen en waarbij de zuigmond is ingericht om slechts het tweede deel via de afvoerbuis af te 15 voeren.

14. Baggerinrichting volgens conclusie 13, waarbij de scheidingsmiddelen een maaswerk omvatten, de afmetingen en/of vorm van de mazen waarvan zijn uitgevoerd om slechts bodemmateriaal en voorwerpen kleiner dan de genoemde minimum 20 afmetingen door te laten.

15. Baggerinrichting volgens conclusie 13 of 14, waarin de afvoerbuis bestendig tegen explosies van de relatief kleine explosieven in het tweede materiaaldeel is uitgevoerd.

16. Baggerinrichting volgens conclusie 13, 14 of 15, waarbij de afzuigmond bestendig tegen de explosies van de relatief grote explosieven in het eerste materiaaldeel is uitgevoerd.

17. Baggerinrichting volgens conclusie 15 of 16, 30 waarbij de zuigmond en de afvoerbuis zijn vervaardigd van staal.

18. Baggerinrichting volgens een van de conclusies 13-17, tevens spuitmiddelen omvattende voor het onder hoge druk spuiten van een waterstroom tegen het te verwijderen bodemmateriaal.

19. Baggerinrichting volgens conclusie 18, waarin de spuitmiddelen een of meer op de zuigmond aangesloten 5 wateraanvoerleidingen omvatten

20. Werkwijze voor het verwijderen van met schadelijke voorwerpen, in het bijzonder explosieven, vervuild bodemmateriaal van de bodem van een waterpartij, de werkwijze omvattende: 10. het nabij de bodem positioneren van een zuigmond van een baggerinrichting; - het via de zuigmond aanzuigen van het met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal; - het scheiden van het aangezogen met voorwerpen 15 vervuilde bodemmateriaal in een eerste deel bevattende voorwerpen met afmetingen die groter zijn dan vooraf ingestelde minimum afmetingen, en een tweede deel bevattende bodemmateriaal voorzien van voorwerpen met kleinere afmetingen dan de genoemde minimum afmetingen; 20. het via ten minste een afvoerbuis van de baggerinrichting afvoeren van het tweede deel.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin het scheiden omvat het leiden van het met voorwerpen vervuilde bodemmateriaal door een maaswerk, waarbij de afmetingen en/of 25 vorm van de mazen zijn uitgevoerd om slechts bodemmateriaal en voorwerpen kleiner dan de genoemde minimum afmetingen door te laten.

22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, waarin het aanzuigen omvat het schuiven van de zuigmond langs de bodem 30 en opzuigen van het door de zuigmond weggeschoven bodemmateriaal.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, omvattende het in hoofdzaak horizontaal en dwars op de schuifrichting plaatsen van een langgerekt schuifelement van de zuigmond en het in de schuifrichting schuiven van het schuifelement langs de bodem en opzuigen van het door de zuigmond weggeschoven bodemmateriaal.

24. Werkwijze volgens een van de conclusies 20-23, waarin de baggerinrichting volgens een van de conclusies 13-19 wordt toegepast. 1033662